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不可壓縮之
黏性內部流場
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內部流場簡介
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層流與紊流
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定
性
分
析
- 已知
- 將染料注入管流中並控制管中之流量
- 層流
( laminar flow )
- 煙線隨管流呈直線之細絲般流動
- 若A點之流速不隨時間改變,則稱通過A點之流動屬層流
- 過渡流
( transitional flow )
- 煙線呈間性之流動路線
- 若點之流速隨時間呈間歇性變化,則稱通過點之流動屬過渡流
- 紊流
(turbulent flow )
- 煙線呈不規則之流動路線
- 若A點之流速隨時間變動( fluctuation ),則稱通過A點之流動屬紊流
- 歸納
- 層流與紊流間之分別,在於紊流中之物理性質均隨時問改變而變動( fluctuation )
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定量分析
- 經驗法則
- Re<2100
- 層流
- 2100<Re<4000
- 過渡流
- Re>4000
- 紊流
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道流( channel flow )
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入口區( entrance region )
- "速度"分布"不再變化"之前"距入口處"之距離稱為"入囗長度"
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完全展開流( fully developed flow )
- "速度"分布"不再變化"之後流動稱為全展開流動
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位勢錐 ( potential core )
- 在位勢錐內,因黏性效應可忽略,故此區可視為無黏流動
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兩平行板間層流
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條件
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二維
- 穩態
- 不可壓縮
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完全展開層流
- 沒有慣性力
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兩平行板間之速度場
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拋物線分布
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Couette流動
- 若
- 重力效應忽略
- 壓力與主流方向( x )無關
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兩平行板間層流
各種流動特性
(假設平行板水平)
(假設平行板上下固定U=0)
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速度分布
- 最大速度
- 平均速度&最大速度
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體積流率Q
- 壁面剪應力
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平均速度
- 摩擦因子
(friction factor) f
- 摩擦因子&雷諾數
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壓降
- 水頭損失
- Darcy-Weisbach方程式